[논문]신축 주택의 톨루엔 발생량 모델을 이용한 건강위해성 평가

김영희; 양원호; 손부순

문제 정의

감소모델을 추정하였다. 감소모델의 실내환경 적용은 직접적으로 실내공기 질 농도를 예측할 수 있으며, 이 결과는 신축 주택 거주에 따른 건강위해도를 평가하여 개선정도를 제시할 수 있도록 하는 것이다.
신축 공동주택의 톨루엔 발생량에 대한 이중지수감소모델을 이용한 위해성 평가를 하였다. Fig.

가설 설정

7) 이상적인 추적 가스의 특성은 비 반응성, 무독성이며, 저농도에서 측정 가능해야 한다. 본 연구에서는 CO₂ 표준가스를 이용하여 주택 실내의 CO₂ 농도가 약 1500 ppm에 도달했을 때 CO₂ 표준가스를 정지시키고 5분마다 CO₂를 농도를 측정(TSI Model 8760, USA)하여 주택의 CO₂ 농도가 약 600ppm 정도에 이르면 측정을 중지하였다.

제안 방법

환기량 측정은 추적가스 농도 감소법으로 회귀 방법(regression method)을 이용하여 공기 환기 횟수(Air Changes per Hour, ACH)를 계산하였다.⁸⁾ 각 주택에서 1회/2주 간격으로 측정하였다.
본 연구에서는 CO₂ 표준가스를 이용하여 주택 실내의 CO₂ 농도가 약 1500 ppm에 도달했을 때 CO₂ 표준가스를 정지시키고 5분마다 CO₂를 농도를 측정(TSI Model 8760, USA)하여 주택의 CO₂ 농도가 약 600ppm 정도에 이르면 측정을 중지하였다. CO₂ 표준가스 분사 전 및 분사 중에 Fan 3대를 이용하여 완전혼합(complete mixing) 상태로 하였으며 주택의 CO₂ 농도가 약 1500ppm에 이르면 Fane 정지시키고 약 5분 후에부터 CO2 농도를 측정하였고, 측정된 농도 값은 data-logger에 의해 자동으로 저장되도록 하였다. 환기량 측정은 추적가스 농도 감소법으로 회귀 방법(regression method)을 이용하여 공기 환기 횟수(Air Changes per Hour, ACH)를 계산하였다.
농도를 측정하였다. 각 지역에서 주택건축완공 4년 이내 5주택 및 4년 이후 5주택을 선정하여 실내공간의 대표인 거실 내부 1곳과 실외 1곳을 선정하여 3일 간격으로 60일 동안 OVM badge 3500(3M)을 이용하여 톨루엔 농도를 측정하였다. 일반적으로 톨루엔을 포함한 VOCs의 측활성탄관 법를 연결한 활성탄관법(charcoal tube method), 뱃지법(passive sampler)과 tedlar bag 법 등이 있는데 본 연구에서는 서울, 대구, 아산에서 동시에 측정해야 하기 때문에 OVM 뱃지 3500로 측정하였다.
⁷⁾ 이상적인 추적 가스의 특성은 비 반응성, 무독성이며, 저농도에서 측정 가능해야 한다. 본 연구에서는 CO₂ 표준가스를 이용하여 주택 실내의 CO₂ 농도가 약 1500 ppm에 도달했을 때 CO₂ 표준가스를 정지시키고 5분마다 CO₂를 농도를 측정(TSI Model 8760, USA)하여 주택의 CO₂ 농도가 약 600ppm 정도에 이르면 측정을 중지하였다. CO₂ 표준가스 분사 전 및 분사 중에 Fan 3대를 이용하여 완전혼합(complete mixing) 상태로 하였으며 주택의 CO₂ 농도가 약 1500ppm에 이르면 Fane 정지시키고 약 5분 후에부터 CO2 농도를 측정하였고, 측정된 농도 값은 data-logger에 의해 자동으로 저장되도록 하였다.
1). 본 연구에서는 건자재에서 발생되는 톨루엔을 포함한 VOCs는 이 중 지수감소(double-exponential decay) 하는 것으로 보고한 Brown의 결과를 토대로, 2년 이낸 주택과 2년 이후 주택 2가지로 구분하여 각각 Curve-fit를 적용하였다.¹¹⁾ 이 결과에 의하면, 2년 이내의 주택은 Y=276.
본 연구에서는 준공 4년 이전의 주택을 주 대상으로 휘발성유기화합물 중 톨루엔(toluene)의 발생량을 다중측정 방법에 의해 측정하고 그 결과를 이용하여 발생량 감소모델을 추정하였다. 감소모델의 실내환경 적용은 직접적으로 실내공기 질 농도를 예측할 수 있으며, 이 결과는 신축 주택 거주에 따른 건강위해도를 평가하여 개선정도를 제시할 수 있도록 하는 것이다.
일반적으로 톨루엔을 포함한 VOCs의 측활성탄관 법를 연결한 활성탄관법(charcoal tube method), 뱃지법(passive sampler)과 tedlar bag 법 등이 있는데 본 연구에서는 서울, 대구, 아산에서 동시에 측정해야 하기 때문에 OVM 뱃지 3500로 측정하였다. 분석은 일반 유기용제(활성탄관법)의 분석과 마찬가지로 각 샘플을 CS₂로 탈착하여 GC/MS를 이용하여 분석하였다. 이용된 GC/MS의 분석조건은 Table 1에 나타내었으며, 탈착효율은 1이었다.
그리고 각 지역에서 5주택은 4년 이내의 주택이었으며, 5주택은 4년 이후의 주택이었다. 톨루엔의 농도측정은 참가자 30명 중에서 2명이 중도에서 불참하였고, 1주택은 측정 과정 중 측정기의 보관'상태가 불량하여 주택 총 27주택에서 농도분석을 하였다. 조사된 가족의 평균수는 3.

대상 데이터

본 연구는 2004년 7월부터 2004년 9월까지 서울, 아산, 대구 3개 지역의 공동주택을 대상으로 하여 톨루엔(toluene)의 농도를 측정하였다. 각 지역에서 주택건축완공 4년 이내 5주택 및 4년 이후 5주택을 선정하여 실내공간의 대표인 거실 내부 1곳과 실외 1곳을 선정하여 3일 간격으로 60일 동안 OVM badge 3500(3M)을 이용하여 톨루엔 농도를 측정하였다.
본 연구의 대상은 서울에서 10명, 아산 10명, 대구 10명 총 30명의 주택에서 수행되었다. 그리고 각 지역에서 5주택은 4년 이내의 주택이었으며, 5주택은 4년 이후의 주택이었다.
7명이었고, 단독주택 2가구, 연립주택 3가구, 아파트는 25가구이었다. 실내벽의 주요 물질은 시멘트(30가구)였으며, 30주택 모두에서 벽면에 벽지를 하였다(Table 2).

이론/모형

실내환경에서 톨루엔 발생량은 Yang 등이 다중측정을 이용하여 추정한 방법을 이용하였다.⁹⁾ 이 방법은 물질수지(mass balance)를 이용한 box model로 실내환경에서 오염물질의 생성은 물질 보존의 법칙을 기본으로 하고 있다.
각 지역에서 주택건축완공 4년 이내 5주택 및 4년 이후 5주택을 선정하여 실내공간의 대표인 거실 내부 1곳과 실외 1곳을 선정하여 3일 간격으로 60일 동안 OVM badge 3500(3M)을 이용하여 톨루엔 농도를 측정하였다. 일반적으로 톨루엔을 포함한 VOCs의 측활성탄관 법를 연결한 활성탄관법(charcoal tube method), 뱃지법(passive sampler)과 tedlar bag 법 등이 있는데 본 연구에서는 서울, 대구, 아산에서 동시에 측정해야 하기 때문에 OVM 뱃지 3500로 측정하였다. 분석은 일반 유기용제(활성탄관법)의 분석과 마찬가지로 각 샘플을 CS₂로 탈착하여 GC/MS를 이용하여 분석하였다.
CO₂ 표준가스 분사 전 및 분사 중에 Fan 3대를 이용하여 완전혼합(complete mixing) 상태로 하였으며 주택의 CO₂ 농도가 약 1500ppm에 이르면 Fane 정지시키고 약 5분 후에부터 CO2 농도를 측정하였고, 측정된 농도 값은 data-logger에 의해 자동으로 저장되도록 하였다. 환기량 측정은 추적가스 농도 감소법으로 회귀 방법(regression method)을 이용하여 공기 환기 횟수(Air Changes per Hour, ACH)를 계산하였다.⁸⁾ 각 주택에서 1회/2주 간격으로 측정하였다.

성능/효과

본 연구에서는 준공 2년 이전의 주택을 주대상으로 휘발성 유기화합물 중 톨루엔의 발생량을 다중 측정 방법에 의해 측정하고 그 결과를 이용하여 신죽 주택에서 톨루엔 발생은 이중지수모델(double-exponential decay)을 따르는 것으로 나타났다. 발생량 모델의 실내 환경 적용은 직접적으로 실내공기질 농도를 예측할 수 있었으며, 신축 주택 거주에 따른 건강 위해를 계산한 결과 위험값(HQ)이 1.38이었으며 이것은 신축주택이 아닌 경우에 비해 3.6배 높은 값이었다.
따라서 각 영향인자에 대한 측정 및 평가는 실내 공기질 관리 및 개선에 핵심이라고 할 수 있다. 본 연구에서는 준공 2년 이전의 주택을 주대상으로 휘발성 유기화합물 중 톨루엔의 발생량을 다중 측정 방법에 의해 측정하고 그 결과를 이용하여 신죽 주택에서 톨루엔 발생은 이중지수모델(double-exponential decay)을 따르는 것으로 나타났다. 발생량 모델의 실내 환경 적용은 직접적으로 실내공기질 농도를 예측할 수 있었으며, 신축 주택 거주에 따른 건강 위해를 계산한 결과 위험값(HQ)이 1.
이 결과를 비발암성의 위험 값(Hazard Quotient, HQ)에 적용하여 기준 노출량인 RfD와 비교함으로써 '1'을 초과하는 경우에는 유해 건강 영향이 발생할 가능성이 있음을 제시한다(식 4). 신축 공동주택 입주부터 70년간 거주한 경우 ADD 값은 신축주택이 아닌 경우에 비해 3.6배 높았으며, HQ 값은 1.38를 나타내 신축 주택 거주에 따른 유해 건강 영향을 야기할 수 있음을 알 수 있다.
아산에서 건축 4년 이내 공동주택에서 측정된 톨루엔의 농도(실내: 89.71±56.14ppb, 실외:83.95±62.96ppb)는 서울(실내: 30.50±31.48, 실외: 30.47±33.50)과 대구(실내: 11.36±4.11, 실외:10.67±4.65)에 비해 상대적으로 실내 및 실외 농도가 높았고, 중소 도시로 분류될 수 있는 아산에서 실내 및 실외의 톨루엔 농도값이 서울과 대구에 비해 상대적으로 높은 이유는 참여 대상자의 주택이 천안에 거주하는 사람도 있었고, 특히 도로변 근접 지역에 위치하는 주택과 서울과 대구에 비해 3주택이 건축 1년 이내였기 때문으로 해석된다. 이것은 실내공기 질의 영향 요인 중 발생원뿐만 아니라 실외공기 유입에 의한 환기가 중요성을 나타내는 것이다.
계산되었다. 이 결과를 체중 60 kg, 호흡율 20m³/day, 평균수명 70년으로 가정하여 비발암성 위해도 결정에 이용되는 일일평균용량(average daily doses, ADDs)로 나타낼 수 있다.^12,13) 실내공기 질의 평생 동안 기준노출량은 미국 EPA의 IRIS(integrated risk information system)에서 제공히는 톨루엔의 흡입 참고용량 0.
톨루엔의 농도측정은 참가자 30명 중에서 2명이 중도에서 불참하였고, 1주택은 측정 과정 중 측정기의 보관'상태가 불량하여 주택 총 27주택에서 농도분석을 하였다. 조사된 가족의 평균수는 3.7명이었고, 단독주택 2가구, 연립주택 3가구, 아파트는 25가구이었다. 실내벽의 주요 물질은 시멘트(30가구)였으며, 30주택 모두에서 벽면에 벽지를 하였다(Table 2).
계산되었다. 측정된 환기량은 총 8회 수행되었으며 그 결과를 살펴보면, 평균 환기량(ACH)은 서울 1.51±0.92 ACH(l/hr); 아산 0.98±0.62 ACH(l/hr), 대구 0.71±0.50 ACH(l/hr) 나타내었다(Table 4).

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